Georg Simon Om začal svoj výskum inšpirujúci slávnu prácu Jean Batista Fourier "Analytická teória tepla". V tejto práci predstavovalo Fourierový tok medzi dvoma bodmi ako teplotný rozdiel, a zmena tepelného toku spojenú s jeho prechodom cez prekážku nesprávnej formy z tepelného izolačného materiálu. Podobne tento OHM spôsobil výskyt elektrického prúdu rozdielom v potenciáli.
Na základe toho som začal experimentovať rôzne materiály Prieskumník. Aby sa určili ich vodivosť, spojil ich dôsledne a prispôsobili ich dĺžku tok Bolo to rovnaké vo všetkých prípadoch.
V takýchto meraniach je dôležité vybrať vodiče rovnakého priemeru. OM, meranie vodivosti striebra a zlata, získal výsledky, že podľa moderných údajov sa nelíšia presnosť. Takže strieborný vodič v Ohm strávil menej elektrický prúd ako zlatý. Ohm to vysvetlil skutočnosťou, že jeho dirigent striebra bol pokrytý olejom a z toho, zrejme, že skúsenosť neposkytli presné výsledky.
Avšak nielen s tým boli problémy medzi fyzikmi, ktoré v tom čase sa zaoberali podobnými experimentmi s elektrinou. Veľké ťažkosti s korisť čistých materiálov bez nečistôt na experimenty, obtiažnosť Kalibrácia priemeru vodiča skreslil výsledky testov. Dokonca aj veľký snag bol, že sila prúdu sa počas testov neustále mení, ako s variabilnými chemickými prvkami slúžil ako súčasný zdroj. V takýchto podmienkach OM prinieslo logaritmickú závislosť súčasnej sily z odporu drôtu.
Niekoľko neskôr nemecký fyzika Pogotendorf, ktorý sa špecializuje na elektrochémiu, navrhol, aby som nahradil chemické prvky na termočlánku z bizmutu a medi. Om začal svoje experimenty znovu. Tentokrát použil termoelektrické zariadenie, ktoré beží na efektu SeebEK ako batérie. Je to konzistentne pripojení 8 vodičov z medi rovnakého priemeru, ale rôznych dĺžok. Na meranie pevnosti prúdu ohm suspenduje s kovovým závitom cez magnetickú šípku vodiča. Súčasný, prechádzky jelene s touto šípkou, posunul ju na stranu. Keď sa to stalo, fyzik prúdi závit, kým sa šípka vrátila počiatočná pozícia. Na základe uhla, ku ktorým bol závit skrútený, bolo možné posúdiť hodnotu aktuálnej sily.
V dôsledku nového experimentu prišiel k vzorcu:
X \u003d A / B + L
Tu X.- intenzita magnetického poľa drôtu, L. - dĺžka drôtu, a. - konštantné napätie zdroja, \\ t b. - konštantná odolnosť zostávajúcich prvkov reťazca.
Ak sa odvolávate na moderné podmienky pre opis tohto vzorca, dostaneme to H. - prúdová sila ale - zdroj EMF, \\ t b + L. - celkový odpor reťazca.
Právo OHMA pre graf reťazca
OHMA zákon pre samostatnú časť reťazca hovorí: prúd prúdu v časti reťazca sa zvyšuje s rastúcim napätím a znižuje sa zvýšením odporu tejto stránky.
I \u003d u / r
Na základe tohto vzorca sa môžeme rozhodnúť, že odpor vodiča závisí od rozdielu v potenciáloch. Z hľadiska matematiky je správne, ale nepravdivé z hľadiska fyziky. Tento vzorec je použiteľný len na výpočet odporu v samostatnej časti reťazca.
Preto vzorec pre výpočet odolnosti vodiča bude mať formu:
R \u003d p ⋅ l / s
Ohm zákon pre plnú reťaz
Rozdiel medzi zákonom OHM pre plnú reťazec z OHM zákona pre miesto obvodu je, že teraz musíme zohľadniť dva typy odporu. Toto je "R" odolnosť všetkých zložiek systému a "R" vnútorný odpor zdroja elektromotorickej sily. Vzorec tak získava formu:
I \u003d u / r + r
Zákon o OHMA pre striedavý prúd
Striedavý prúd sa líši od konštantnej skutočnosti, že sa mení v určitých časových obdobiach. Konkrétne mení jeho význam a smer. Ak chcete použiť zákon ohmov, je potrebné vziať do úvahy, že odpor v konštantnom reťazci prúdu sa môže líšiť od odolnosti voči obvodu s prúdovou premennou. A líši sa, ak sú v okruhu aplikované komponenty s reaktívnou odolnosťou. Reaktívna odolnosť môže byť indukčná (cievky, transformátory, tlmivky) a kapacitné (kondenzátor).
Pokúsme sa zistiť, aký je skutočný rozdiel medzi reaktívnou a aktívnou odolnosťou v okruhu s striedavým prúdom. Už ste museli pochopiť, že hodnota napätia a prúdovej sily v takomto reťazci zmení časom a majú zhruba hovoriť, priebeh.
Ak sme schematicky predstavili, ako tieto dve významy menia časom, budeme mať sínusoid. A napätie a prúd od nuly vzostupu maximálna hodnotaPotom, prejdite cez nulovú hodnotu a dosiahne maximálnu zápornú hodnotu. Potom sa opäť stúpajú cez nulu na maximálnu hodnotu a tak ďalej. Keď sa hovorí, že prúd alebo napätie je negatívne, tu je na pamäti, že sa pohybujú v opačnom smere.
Celý proces sa vyskytuje s určitou frekvenciou. Bod, v ktorom hodnota napätia alebo prúdu prúdu z minimálnej hodnoty lezenie na maximálnu hodnotu prechádza cez nulu, sa nazýva fáza.
V skutočnosti je to len predslov. Poďme sa vrátiť do reaktívneho a aktívneho odporu. Rozdiel je, že v okruhu s aktívnou impedanciou aktuálnej fázy sa zhoduje s fázou napätia. To znamená, a hodnota prúdu a hodnota napätia dosiahne maximum v jednom smere súčasne. V tomto prípade náš vzorec pre výpočet napätia, odolnosti alebo prúdu sa nezmení.
Ak obvod obsahuje reaktívnu rezistenciu, fázy prúdu a napätia sú od seba posunuté do obdobia ¼. To znamená, že keď prúd dosiahne maximálnu hodnotu, napätie bude nula a naopak. Keď sa používa indukčná odolnosť, fáza napätia "preberá" aktuálnu fázu. Keď sa použije odolnosť voči kapacitnej, aktuálna fáza "preberá" fázu napätia.
Vzorec pre výpočet poklesu napätia na indukčnú odolnosť:
U \u003d i ⋅ Ωl
Kde L. - indukčnosť reaktívnej rezistencie a ω - uhlová frekvencia (derivát v čase od fázy oscilácie).
Vzorec pre výpočet poklesu napätia na kapacitnej rezistencii:
U \u003d i / ω ⋅ s
Z - kapacita reaktívnej rezistencie.
Tieto dve vzorce sú špeciálne prípady ohmového zákona pre variabilné reťazce.
Plná bude vyzerať takto:
I \u003d u / z
Tu Z. - plná odolnosť variabilného reťazca známy ako impedancia.
Pôsobnosť
Ohm zákon nie je základným zákonom vo fyzike, je to len vhodná závislosť niektorých hodnôt od iných, ktorí sa hodia takmer v akýchkoľvek situáciách v praxi. Preto bude jednoduchšie uviesť situácie, keď zákon nemusí fungovať:
- Ak existuje nosiče náboja zotrvačnosti, napríklad v niektorých vysokofrekvenčných elektrických poliach;
- V supravodičoch;
- Ak sa drôt zahrieva do takej miery, že voltamper charakteristika prestane byť lineárny. Napríklad v žiarovkách;
- Vo vákuových a plynových rádioolemoch;
- V diódach a tranzistoroch.
OHMA zákon o striedavý prúd vo všeobecnosti má rovnaký vzhľad ako pre trvalé. To znamená, že so zvýšením napätia v okruhu sa v ňom zvýši aj prúd. Rozdiel je, že v sieťovom okruhu je rezistencia poskytnutá prvky ako indukčnosť induktora a kontajner. Vzhľadom na túto skutočnosť napíšte OHMA zákon pre AC.
Formula 1 - OHMA zákon pre striedavý prúd
kde Z je celkový odpor reťazca.
Formula 2 - Odolnosť voči plným reťazcom
Všeobecne platí, že impedancia sieťového okruhu bude pozostávať z aktívneho kapacitného a indukčného odporu. Jednoducho povedané, prúd v sieťovom okruhu závisí nielen na aktívnu ohmickú odolnosť, ale aj na veľkosti kontajnera a indukčnosti.
Obrázok 1 - reťazec obsahujúci ohmickú indukčnú a kapacitnú rezistenciu
Ak napríklad v jednosmernom obvode zapnite kondenzátor, že prúd v obvode nebude, pretože konštantný prúd kondenzátora je diskontinuita reťazca. Ak sa v jednosmernom obvode objaví indukčnosť, prúd sa nezmení. Stručne povedané, zmení sa, pretože cievka bude mať ohmickú odolnosť. Zmena bude zanedbateľná.
Ak sú kondenzátor a cievka zahrnutá do sieťového okruhu, odolávajú súčasnému v pomere k kapacite a indukčnosti. Okrem toho sa fázový posun pozoroval v reťazci medzi napätím a prúdom. Vo všeobecnom prípade je prúd v kondenzátore pred napätím 90 stupňov. V indukčnom oneskorení za 90 stupňov.
Kapacitný odpor závisí od veľkosti nádrže a frekvencie AC. Táto závislosť je nepriamo úmerná, to znamená, že s rastúcou frekvenciou a kapacitou sa odpor zníži.
Po otvorení v roku 1831, Famaraday elektromagnetickej indukcie, prvých trvalých generátorov sa objavili a po a striedaní. Výhodou tohto vynálezu je, že striedavý prúd sa prenáša spotrebiteľovi s menšou stratou.
S rastúcou napätím v reťazci sa prúd zvýši podobne v prípade konštantného prúdu. Ale v sieťovom okruhu sa odpor ukáže, že je cievnou indukčivosťou a kondenzátorom. Na základe toho napíšte Ohma zákon pre AC: Aktuálna hodnota v sieťovom okruhu je priamo úmerná napätia v reťazci a nepriamo úmerná kompletnej rezistencii na reťaz.
- I [A] - Sila prúdu
- U [in] - napätie,
- Z [OHM] - Kompletný odpor reťazca.
Odolnosť voči plným reťazcom
Všeobecne platí, že impedancia AC obvodu (obr. 1) pozostáva z aktívneho (R [OM]), indukčnej a kapacitnej rezistencie. Inými slovami, prúd v sieťovom okruhu závisí nielen na aktívnu ohmickú rezistenciu, ale aj na hodnotu nádrže (C [F]) a indukčnosť (L [GN]). Impedancia sieťového okruhu sa môže vypočítať vzorcom:
Kde 
Impedancia sieťového okruhu môže byť znázornená graficky ako obdĺžnikový hypotenus, ktorý má aktívny a indukčný odpor podľa vlastných.
Obr. Trojuholníkový odpor
Vzhľadom na poslednú rovnosť, ktorá zaznamenáva vzorec zákona OMA pre AC:
- hodnota amplitúdy aktuálneho. 
Obr.2. Sekvenčný elektrický obvod R, L, C Elements.
Zo skúseností je možné určiť, že v takomto okruhu kolísania prúdu a napätia sa nezhodujú vo fáze a fázový rozdiel medzi týmito hodnotami závisí od indukčnosti cievky a kapacity kondenzátora.
Hovorí sa: "Neviete zákon Oma - Sitie doma." Poďme teda zistiť (pamätať), aký je zákon, a bezpečne ísť na prechádzku.
Základné pojmy zákona OMA
Ako porozumieť zákonu ohm? Stačí prísť na to, čo je vo svojej definícii. A začať s definíciou prúdu, napätia a odporu.
Súčasný I.
Nechajte prúd prúdiť v niektorých vystavovateľoch. To znamená, že smerový pohyb nabitých častíc sa vyskytuje - povedzme, že sú to elektróny. Každý elektrón má elementárny elektrický náboj (E \u003d -1 60217662 × 10 -19 Choulon). V tomto prípade sa prostredníctvom určitého povrchu uskutoční špecifický elektrický náboj po určitú dobu, rovnajúcu sa súčtu všetkých nabitých elektrónov.
Pomer poplatku podľa času sa nazýva aktuálna sila. Väčší náboj prechádza vodičom na určitý čas, tým väčší je aktuálny výkon. Prúd sa meria v Amperech.
Napätie u, alebo potenciálny rozdiel
To je práve tá vec, ktorá spôsobuje pohyb elektrónov. Elektrický potenciál charakterizuje schopnosť poľa, aby pracovala na prevode nabíjania z jedného miesta na druhú. Takže medzi dvoma bodmi vodiča existuje potenciálny rozdiel, a elektrické pole je zodpovedný za poplatok.
Fyzickú hodnotu rovnajúcu sa prevádzkovaniu účinného elektrického poľa pri prevádzaní nabíjačkaa nazývané napätie. Merané B. Volta.. Jeden Drobný - Toto je napätie, ktoré pri nabíjaní poplatku v 1 Cl Robí prácu rovnú 1 Jazdiť.
Odolnosť R.
Je známe, že prúd prúdi v vodiči. Nech je to akýkoľvek drôt. Pohybujte sa pozdĺž drôtu pod pôsobením poľa, elektróny čelia atómom drôtov, vodič sa zahrieva, atómy v kryštálovej mriežke začínajú kolísať, vytvárať elektróny ešte viac problémov pre pohyb. Toto je fenomén a sa nazýva odpor. Záleží na teplote, materiálu, prierezu vodiča a meria sa v Omáčka.
Formulácia a vysvetlenie zákonu Ohm
Právo nemeckého učiteľa George Ohm je veľmi jednoduchý. On hovorí:
Sila prúdu na mieste obvodu je priamo úmerná napätím a nepriamo úmerným rezistencii.
Georg Ohm priviedol tento zákon experimentálne (empiricky) v 1826 rok. Samozrejme, tým väčšia je odpor pozemku reťaze, tým menej prúdu bude. Čím väčšie je napätie, a prúd bude väčší.
Mimochodom! Pre našich čitateľov je teraz zľava 10%
Táto formulácia zákona oHM je najjednoduchšia a vhodná pre reťazovú sekciu. Hovoríte "časť reťazca" znamená, že ide o homogénnu oblasť, na ktorej nie sú žiadne zdroje prúdu s EMF. Už uľahčuje, tento graf obsahuje určitú odolnosť, ale neexistuje batéria, ktorá poskytuje samotný prúd.
Ak považujeme zákon OMA pre celý reťazec, formulácia bude mierne odlišná.
Dovoľte nám, aby sme mali reťaz, má prúdový zdroj, vytváranie napätia a určitý odpor.
Zákon sa zaznamená takto: \\ t
Vysvetlenie OHM zákona pre dutý obvod nie je v podstate odlišný od vysvetlenia reťazového úseku. Ako vidíme, odpor je tvorený odporom a vnútornou odolnosťou súčasného zdroja, a namiesto napätia vo vzorci sa objaví elektromotorický výkon zdroja.
Mimochodom, čo je to, čo EDC je, prečítané v našom samostatnom článku.
Ako porozumieť zákonu ohm?
Aby sme intuitívne pochopili zákon o omy, obrátime sa na analógiu aktuálneho zobrazenia vo forme kvapaliny. To bolo, ako si myslel Georg Ohm, keď strávil experimenty, vďaka ktorým bol zákon otvorený, nazval ho meno.
Predstavte si, že prúd nie je pohyb nosičových častíc nabíjania v vodiči, ale pohyb prietoku vody v potrubí. Najprv sa voda zvýši čerpadlom na vodotesné, a odtiaľ, pod pôsobením potenciálnej energie, sa usiluje a prúdi cez potrubie. Okrem toho, tým vyššie je čerpadlo bežať vodu, tým rýchlejšie prúdi v potrubí.
Sleduje záver, že prietok vody (prúd v drôte) bude väčší, tým väčšia je potenciálna vodná energia (potenciálny rozdiel)
Sila prúdu je priamo úmerná napätiu.
Teraz sa poďme na odpor. Hydraulická odolnosť je odolnosť voči potrubím spôsobená jeho priemerom a drsnosťou stien. Je logické predpokladať, že väčší priemer menej odporu potrubia a tie veľká kvantita Voda (väčšia prúd) preniká cez jeho prierez.
Sila prúdu je nepriamo úmerná rezistencii.
Takáto analógia sa môže uskutočniť len na zásadné pochopenie zákona oHM, pretože jeho prvotný vzhľad je vlastne skôr hrubý prístup, ktorý však v praxi nájde vynikajúce použitie.
V skutočnosti je rezistencia látky spôsobená osciláciou atómov kryštálovej mriežky a prúdom je pohyb voľných nosičov nabíjania. V kovoch sú voľné nosiče elektrónov, ktoré porušili atómové orbity.
V tomto článku sme sa snažili dať jednoduché vysvetlenie zákona o Ohm. Znalosť týchto na prvý pohľad vám môže slúžiť vám dobré služby na skúške. Samozrejme, sme ju viedli k najjednoduchšiemu znenie zákona oHM a nebude vyliezť do nečistôt vyššej fyziky, zaoberajúce sa aktívnym a reaktívnym odporom a inými jemnosťami.
Ak máte takúto potrebu, naši zamestnanci vám pomôžu. A napokon odporúčame, aby ste videli zaujímavé video o zákone ohm. Je to naozaj informatívne!
Účel: Experimentálne určujú impedanciu rôznych nákladov a porovnávajte experimentálne hodnoty s teoretickým.
Teoretická časť
Zvážte vzťah medzi prúdom a napätím v sieťovom okruhu, keď sú zapnuté rôzne zaťaženia (obr. 29).
Ohmická odolnosť. Pod týmto termínom pochopte odolnosť vodiča DC. V budúcnosti zvážime kvázi-stacionárne prúdy, pre ktoré okamžité hodnoty aktuálnej a napäťovej sily označovanej malými písmenami i. a u., Poslúchnuť zákony OHM a Joule-Lenza. Hodnoty amplitúdy aktuálneho a napätia budú označené I M. a U M..
Nechajte ohmickú odolnosť aplikované napätie prostredníctvom harmonického zákona:
U. = U M.cOS W. t., (31)
kde W je cyklická frekvencia oscilácie. Podľa Ohmovho práva R. Súčasné toky i.:
i. = I M.cOS W. t., (33)
Z vzťahov (32) a (33) nasleduje: \\ t
1) Súčasné a napäťové fázy na ohmnej rezistencii sa zhodujú;
2) Amplitúdy prúdu a napätia sú spojené so vzťahom
Obr. 29. Ohomic, indukčné a kapacitné zaťaženie
Indukčná odolnosť. Dajme cievku s indukčnosťou L. a zanedbateľná nízka ohmická odolnosť, zmena napätia podľa zákona (31). Cievka sa vyskytuje meniaci sa prúd, ktorý vytvára striedavé magnetické pole. Zmena magnetického prietoku F \u003d Li Toto pole vylučuje v odbočení cievky EMF self-indukcie
.
Keďže napätie patriace do cievky zohráva úlohu EMF a neexistuje pokles napätia v reťazci ( R. \u003d 0) Podľa druhého pravidla Kirchhoff pre okamžité hodnoty môžeme napísať:
u. + \u003d 0 alebo 
.
Posledný prepis vo formulári diferenciálnej rovnice
Alebo 
.
Integrácia tejto rovnice poskytuje nasledujúci výraz:
.
,
(35)
Z (31) a (35) nasleduje: \\ t
1) Súčasný prechod cez cievku zaostáva za fázovým napätím na P / 2 alebo to isté, že napätie je pred prúdom vo fáze na p / 2;
Z porovnania (36) C (32) Z toho vyplýva, že hodnota w L. V okruhu s indukčnosťou hrá úlohu odporu. Rozsah
X L.\u003d W. L. (37)
zavolať indukčná odolnosť.
Kapacita. Kondenzátor je prasknutím vodičov, takže nenechajte si ujsť konštantný prúd. Keď sa zmení napätie medzi doskami, okamžitá hodnota nabíjania kondenzátora určeného vzorcom sa mení
q \u003d cu., (38)
pre ktoré by v dodávateľských vodičoch mali prúdiť, prinášať poplatok do záhybov alebo odovzdávať od nich. Hovorí sa, že kondenzátor preskočí striedajúci prúd, hoci v priestore medzi doskami neexistuje žiadny poplatok z jednej zástrčky do druhého.
Prechod na vodiče sa akumuluje na doskách kondenzátora, takže jej hodnota je rovnaká i \u003d dq / dtkde q. - Okamžité lezenie. Vzhľadom k tomu, 38) a vzhľadom na dodané napätie pre rôzne zákony (31), získavame:
.
Od cos (p / 2 + w t.) \u003d -Sin w t, Ten bude mať formu:
. (39)
Porovnanie (31) a (39) máme:
1) prúd v okruhu s kondenzátorom je pred fázovým napätím na P / 2, inými slovami, napätie zaostáva za prúdom na p / 2 fáze;
2) Amplitúdy prúdu a napätia sú spojené so vzťahom
. (40)
Rozsah
zavolať kapacitný odpor.
Pri meraní a výpočte striedavých prúdových obvodov namiesto použitia amplitúdy existujúce (účinné) Hodnoty aktuálnej sily I. a napätie U.Súvisiace s amplitúde:
Ich použitie je spôsobené skutočnosťou, že zákon Joule-Lenza v prípade AC robí rovnaký vzhľad ako pre trvalé. V súlade s tým sú elektrické meracie zariadenia odstupňované na účinné hodnoty.
Je zrejmé, že vzorce (34), (36) a (40) sa nemenia pri výmene hodnôt amplitúdových hodnôt pre efektívne a pozrite sa:
U r \u003d i × r, U L. = I.× W. L., U C. = I./ W. C., (42)
kde indexy R., L.a C. Znamená napätie na príslušnom zaťažení.
Vektorové diagramy. Fázové pomery medzi prúdom a napätím sú graficky znázornené na obr. tridsať.
Existuje ďalší spôsob ich prezentácie, ktorý vám umožní zjednodušiť výpočty reťazí s komplexným zaťažením.
 Obr. 31. |
Stráviť z určitého bodu O (Obr. 31) Axis Ohovárať a odložiť z rovnakého bodu vektora ALEv uhle j na os Ohovárať. Potom tento vektor dávame otočiť okolo bodu. O V rovine vzoru proti smeru hodinových ručičiek s uhlou rýchlosťou w. Uhol medzi A®.a Ohovárať Po určitej dobe t.bude a \u003d w t. + j. Premietanie A®.na osi Ohovárať rovný
A H. = H. = A.cos A.
H. = A.cOS (W. t. + j). (43)
Výkon: Všetko harmonická oscilácia Môže sa predložiť otáčaniu vektora príslušnej dĺžky a orientácie.
V dôsledku toho, ak postavíte vektor U. a pod príslušným uhlom odložiť vektor I.So spoločnými ventilačnými vektormi zostane uhol medzi nimi nezmenený (43). Vektorové a napäťové diagramy pri rôznych zaťaženia sú znázornené na obr. 32.
Sériové pripojenie R., L a S.. Na výpočet takéhoto reťazca používame metódu vektorových diagramov. S radovým pripojením zaťaženia by mala byť okamžitá hodnota prúdu pre prúd vo všetkých bodoch reťazca rovnaká, t.j. Súčasná fáza na všetkých zaťaženiach je rovnaká.
Zdôrazňuje však na báze sa nezhodujú vo fáze s prúdom. Napätie na ohmic rezistencii sa zhoduje vo fáze s prúdom, na indukčnom - pred prúdom na P / 2, na kapacitné - zaostáva za P / 2. Tak, skladacie vektory U R., U L. a U C., Získam celkové napätie aplikované na reťaz. V prípade U L. a U C.oproti smeru, je vhodnejšie najprv zložiť a potom vektor U l - u c Klauzula S. U R.. V dôsledku toho máme:
.
Nahradenie vzťahov (42), dostaneme:
. (44)
V tomto výraze úloha odporu vykonáva veľkosť
, (45)
nazývaný odpor plnej reťazca na variabilný prúd alebo impedancia. S jeho použitím (44) má formulár:
U \u003d I × Z. (46)
Tento výraz sa často nazýva zákon pre variabilné prúdy. Hodnota
(47)
zavolaný reaktívny odpor a je kombináciou indukčnej a kapacitnej rezistencie.
Vektorový diagram (obr. 33) tiež ukazuje, že aplikované napätie a prúd prúdenia kolíš nie sú v rovnakej fáze, ale majú fázy posunuj, ktorej hodnota je určená ktorýmkoľvek z uvedených vzorcov podľa nasledujúceho diagramu:
; 
;
.
Treba poznamenať, že vzorca (46) je všeobecný pre akúkoľvek zlúčeninu zaťaženia a vzorcov (45), (47) a (48) sú platné len pre konkrétny prípad sériového pripojenia.
experimentálna časť
Vybavenie: Reostat 1000 Ohm, kľúč, ammeter, voltmeter, periodát 100 ohmov, kapacitná batéria, cievka.
Postup vykonávania práce
Cvičenie 1. Meranie ohmickej rezistencie.
Inštalačná schéma je znázornená na obr. 34.
Pri tejto skúsenosti sa ako zaťaženie aplikuje nízkoúrovňový držiak. Vysoká odolnosť sa používa ako potenciometer.
1. Zmerajte prúd cez zaťaženie za tri rôzne hodnoty napätia dodaného. Výsledky merania sú tabuľka. 12.
Úloha 2. Meranie kapacitnej rezistencie.
1. V pracovnom systéme, ako záťaž, zapnite batériu kondenzátora. Aktuálne a napätie na zaťažení meradla rovnakým spôsobom ako úloha 1. Výsledky merania sa tiež pridávajú do tabuľky. 12.
Poznámka.Hodnota kapacity batérie sa odporúča vybrať v rozsahu 20-40 microf.
Úloha 3. Meranie impedancie cievky.
1. Meranie impedancie cievky sa vykonáva podobne ako predchádzajúce úlohy pomocou cievky ako zaťaženia.
Úloha 4. Meranie impedancie sériového pripojenia R, L a S.
1. Zaťaženie bude slúžiť pripojenému deostat, kondenzátorovú batériu a cievku.
2. Aktuálne a napätie pri zaťažení merajú rovnakým spôsobom na úlohu 1.
3. Podľa každého merania vypočítajte impedancie Z. Zásielky.
4. Porovnať experimentálne výsledky s teoretickými alebo pasovými hodnotami. Výsledky porovnania povedú vo výstupu.
Tabuľka 12.
| Číslo úloh | Napätie, U. | Súčasná sila I. | Z. exp, oh. | Z. Express , Oh. | Z. Teorem, om. | ||||
| Hodnota rozdelenia | v divíziách | v B. | Hodnota rozdelenia | v divíziách | v. | ||||
| rezistor | |||||||||
| kondenzátor | |||||||||
| zvitok | |||||||||
| 4 sériové pripojenie | |||||||||
Poznámka.Teoretické pre riadok bude jeho hodnota odporu pasu. Pre kondenzátor Z. Theore je určený hodnotou použitou v experimente, výpočet sa vypočíta vzorcom (41). Cievka má ohmickú a indukčnú odolnosť, preto je jej impedancia vypočítaná vzorcom (45) a ako R. Mala by sa použiť súčet ohmických rezistencií risostatu a cievky.
5. Výpočet chýb experimentálnych hodnôt na výrobu tried presnosti ammetrov a voltmetra, teoretické - podľa údajov o pasoch nástrojov.
Skontrolujte otázky a úlohy
1. Zapíšte si a vysvetlite zákon OMA pre AC.
2. Ako je ohmina, reaktívna a impedancia v sieťovom okruhu?
3. Čo sa rozumie pod účinnými hodnotami prúdu a napätia?
4. Nakreslite vektorový diagram pre odpor v sieťovom okruhu. Vysvetliť.
5. Nakreslite vektorový diagram pre kondenzátor v sieťovom okruhu. Vysvetliť.
6. Nakreslite vektorové diagramy pre dokonalú cievku a cievky s výraznou ohmickou odolnosťou v sieťovom okruhu. Vysvetliť.
7. Nakreslite vektorový diagram pre postupné pripojenie odporov, kondenzátora a cievok v sieťovom okruhu. Vysvetliť. Získajte Ohm zákon z vektorového diagramu.
Laboratórne práce 9 (11)
Meranie výkonu
Pri striedaní prúdu
Účel: Môžete sa zoznámiť s meraním napájania v okruhu variabilného prúdu metódou troch voltmetrov.
Teoretická časť
Rovnako ako každý vodič, cievka v jednosmernom obvode spotrebuje energiu bežiacu na ohrev vodičov. Majetok vodiča na prevod elektrického prúdu na tepelný ohmická odolnosť R.. Sila tepelných strát je určená vzorcom
kde I. - aktuálna sila v dirigentii.
Keď je cievka zapnutá na AC reťazec, vysiela aj teplo podľa zákona (49), ale v tomto prípade I. - Efektívna hodnota síl striedavého prúdu.
Ak má cievka feromagnetické jadro, potom striedavý prúd prechádzajúce cez cievku vzrušuje vortexové prúdy v ňom (Foucaultové prúdy), ktoré vedú k vykurovaniu jadra. Okrem toho existuje nepretržitá zmena magnetizácie jadra veľkosti a smeru (rekultivácia), ktorá tiež vedie k ohrevu jadra. Tieto ďalšie straty energie sú ekvivalentné zvýšeniu odporu vodiča. Cumulatívne ireverzibilné straty energie, ktoré sú na ohrev oboch vodičov a jadra, charakterizujú. aktívny odpor Cievky definované vzorcom
Táto rezistencia, na rozdiel od ohmického, nie je možné merať, môže sa vypočítať iba.
Kvapka napätia na aktívnu odolnosť sa považuje za tekutinu vo fáze s prúdom.
 Obr. 35. |
V neprítomnosti wattmetra môže byť výkon konzumovaný cievkou určený s použitím troch voltmetrov. Ak má cievka indukčnosť L. a aktívny odpor R. a potom medzi prúdom v cievke a napätím na nej je posun fáz j, ktorý je ilustrovaný vektorovým diagramom (obr. 35), kde I. - prúd cez cievku, U. Ai U L. - napätie klesá na aktívnu a indukčnú odolnosť cievky, \\ t U. K - plné napätie na cievke.
Napájanie spotrebovanej energie sa môže vypočítať buď od (49) alebo vzorcom
. (51)
I. a U. Meria sa priamo, a určiť faktor energie (COS J), je v sérii zahrnutý ohmický odpor v sérii s cievkou R..
Z vektorového diagramu (obr. 36) je celkové napätie v obvode zaznamenané Cosine Theorem:
. (52)
 Obr. 36. |
V týchto výrazoch U. - dodané napätie, \\ t U. K - Napätie na cievke, U R. - Napätie na ohmic rezistencie. Všetky tri napätia sú merateľné priamo. Ďalej, pretože coil a ohmic rezistencia je pripojená v sérii, prúd prúdu v nich je rovnaký a určený vzorcom
Čo vám umožňuje robiť bez ammetra.
experimentálna časť
Vybavenie: autotransformer; cievky; reostat; Voltmeter 0-50 V; 2 voltmeter 0-150 V; Pevné a typické jadrá.
Postup vykonávania práce
Cvičenie 1. Meranie výkonu cievky bez jadra.
V diagrame na obr. 37 Napätie dodávané do reťazca je nastavené autotransformerom. Reostat sa používa ako ohmická odolnosť.
